本發(fā)明涉及一種銀漿制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及一種絲網(wǎng)印刷性優(yōu)良、印刷后線條具有較高高寬比的太陽能電池正銀漿料。
背景技術(shù)：
：在太陽能電池中，一般選用絲網(wǎng)印刷工藝，將正面電極印刷至硅片上，經(jīng)過干燥及燒結(jié)，形成金屬電極。絲網(wǎng)印刷所需的成本少，利于實現(xiàn)太陽能電池工業(yè)化及規(guī)模化生產(chǎn)。這就要求太陽能正銀漿料具有良好的絲網(wǎng)印刷性，在連續(xù)及長時間印刷時，漿料能保持穩(wěn)定的粘度、優(yōu)異的下網(wǎng)性，還需能保證印刷后的線條具有良好的塑形性及較高的高寬比。適宜絲網(wǎng)印刷用的太陽能正面銀漿一般由三部分組成：導(dǎo)電相，無機相，有機相。導(dǎo)電相為銀粉，作為電極的導(dǎo)電物質(zhì)；無機相為玻璃粉，在燒結(jié)的過程中，玻璃粉會融成玻璃液，使電極很好的粘連在硅片上；有機相為載體，粉體在載體中均勻的分散，載體起聯(lián)接料的作用，并且提供漿料適宜的流變性，使?jié){料易于進(jìn)行絲網(wǎng)印刷。絲網(wǎng)印刷工藝要求太陽能正面銀漿在印刷時，刮刀運行時，漿料的粘度迅速下降，這樣可以保證印刷時，漿料回墨良好，墨膜可以均勻的鋪在網(wǎng)版上，同時較低的粘度可以促使?jié){料更加容易的通過網(wǎng)版的網(wǎng)孔，使?jié){料具有優(yōu)良的下網(wǎng)性。當(dāng)漿料轉(zhuǎn)移至硅片上后，同時要求漿料的結(jié)構(gòu)可以迅速恢復(fù)，達(dá)到印刷后線條邊緣清晰，高寬比高的效果。但這里的結(jié)構(gòu)并不是指漿料的粘度，因為如果漿料的粘度恢復(fù)過快，則印刷后的線條的“自流平”太弱，線條表面容易高低不平。柵線表面高低不同的線條通常具有較高的串聯(lián)電阻與較低的短路電流，影響轉(zhuǎn)化率。并且如果漿料的粘度恢復(fù)過快，印刷后的線條容易產(chǎn)生“葫蘆節(jié)”現(xiàn)象，即柵線線條為一段段不甚連續(xù)的線條，易造成斷柵。這里結(jié)構(gòu)指的是漿料的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)漿料的結(jié)構(gòu)恢復(fù)速度較快時，漿料轉(zhuǎn)移至硅片上，其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)迅速恢復(fù)，則線條具有很好的塑形性，線條邊緣清晰，不易坍塌，如其粘度恢復(fù)速度適中，則線條表面可以產(chǎn)生“自流平”。如果漿料的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)恢復(fù)太慢，則漿料轉(zhuǎn)移至硅片上，線條容易產(chǎn)生坍塌，線條邊緣易于流淌，線條寬度變寬。此時，即使?jié){料粘度較大，在烘干段也容易造成線條的變寬，因為高溫時，漿料的粘度迅速下降，如其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)沒有恢復(fù)，則漿料產(chǎn)生流淌，塑形性差，線條變寬。所以適宜絲網(wǎng)印刷的太陽能正面銀漿應(yīng)該有合適的粘度、適宜的粘度恢復(fù)速度、以及較快的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)恢復(fù)速度，才能在保證良好的印刷的同時，線條具有較高的高寬比及邊緣清晰度。理想的線條應(yīng)表面平坦且連續(xù)，邊緣清晰不坍塌，具有良好的高寬比?，F(xiàn)有技術(shù)中，高寬比是正銀漿料中十分重要的指標(biāo)，電池片的柵線越來越細(xì)，行業(yè)內(nèi)有些廠家已經(jīng)開始嘗試使用28μm開口的網(wǎng)版印刷柵線，以降低柵線對太陽光的遮擋，提高短路電流，以增加電池片的轉(zhuǎn)化效率。而相同的柵線高度下，柵線越細(xì)電阻越大，影響轉(zhuǎn)化效率。因此更大的高寬比，有利于提升轉(zhuǎn)化效率?，F(xiàn)有漿料的高寬比不好，主要是因為要平衡兩方面的因素，一個是漿料流平，一個是塑形性。若塑形性太好，漿料失去流動性，印刷后的線條有的地方很高，有的地方很低，幾乎沒有漿料；若流平性太好，則銀漿在硅片上站不起來，跟水一樣坍塌流平。正是因為這兩方面相互制約的因素，高寬比做不到很高。目前世界上做的最好的美國杜邦公司的銀漿的高寬比只能做到0.4左右。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請?zhí)峁┝艘环N高寬比高的太陽能正面銀漿及其制備方法。本發(fā)明制備得到的銀漿漿料絲網(wǎng)印刷性優(yōu)良，印刷后的線條具有較高的高寬比。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：本申請人提供了一種高寬比高的太陽能正面銀漿，包括以下重量百分比的原料：導(dǎo)電相金屬銀粉82～90％、無機相玻璃粉1～3％、有機相載體7～15％；上述原料的用量之和為100％。其中有機相載體由以下重量百分比的原料組成：增塑劑15～30％、乙基纖維素7～15％、觸變劑1～15％、表面活性劑0～12％，其余為溶劑。上述有機相載體的各原料用量相加為100％。優(yōu)選的，所述金屬銀粉D50粒徑為0.8～2.5μm，振實密度為4.5～6.5g/ml。優(yōu)選的，所述無機相玻璃粉D50粒徑為0.5～2.0μm，Tg點溫度為250～500℃。優(yōu)選的，所述增塑劑為多元醇酯類、磷酸酯類、鄰苯二甲酸酯類、脂肪酸酯類中的一種或多種。優(yōu)選的，所述觸變劑為氫化蓖麻油、聚酰胺改性氫化蓖麻油、聚酰胺蠟漿、聚乙烯蠟漿、氣相法二氧化硅、膨潤土中的一種或多種。優(yōu)選的，所述表面活性劑為非離子表面活性劑。更優(yōu)選的，所述表面活性劑為吐溫20、吐溫80、失水山梨醇酯、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的一種或多種。優(yōu)選的，所述乙基纖維素為N型或T型乙基纖維素或兩者混合物，乙氧基含量為45～50％。優(yōu)選的，所述溶劑為二乙二醇丁醚醋酸酯、松油醇、混合二元酸酯及DBE、異氟爾酮中的一種或多種。本申請人還提供了一種所述高寬比高的太陽能正面銀漿的制備方法，具體步驟如下：(1)制備有機相載體將乙基纖維素與增塑劑、觸變劑、溶劑、表面活性劑混合均勻后40～80℃加熱攪拌0.1～1h，制成均一透明的溶液，即為所述有機相載體；(2)玻璃漿料的制備取玻璃粉，與步驟(1)中制備的有機相載體混合，在分散機上分散均勻后，在三輥機上輥至細(xì)度為5um以下；(3)銀漿的制備A、將銀粉與步驟(2)中制備得到的玻璃漿料混合后在分散機上分散均勻，在三輥機上輥至細(xì)度為5um以下；B、制備好的銀漿漿料放置24h后進(jìn)行粘度測試，如果粘度過大，則添加適量的溶劑將漿料粘度調(diào)節(jié)至280～320Pa.s。本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：漿料的粘度及三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與有機載體的關(guān)系密切，在漿料中顆粒的含量及形狀一致時，漿料的粘度及三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)取決于載體的組成。在二乙二醇丁醚醋酸酯中溶解乙基纖維素，保證漿料的基本粘度，分散劑，保證漿料中的顆?？梢院芎玫姆稚⒃谳d體中，而增塑劑及觸變劑則對漿料的流變性產(chǎn)生了至關(guān)重要的影響。以往的太陽能正面銀漿漿料的流變性主要靠觸變劑調(diào)節(jié)，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，通過多種增塑劑的配合，既可以保證漿料經(jīng)過印刷后具有合適的粘度，具有合適的粘度降低程度，同時又具有較快的三維網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)速度。增塑劑在漿料中的存在，起到一定的潤滑作用，使得乙基纖維素的長鏈更容易糾纏與解糾纏，鏈與鏈之間更容易產(chǎn)生滑移，并且使得漿料中的銀粉與玻璃粉可以更容易移動，使得漿料具有更優(yōu)異的觸變性，當(dāng)其三維結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后，可以更快的恢復(fù)。觸變劑的存在，聚酰胺部分自身或和溶劑之間的形成氫鍵三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，氫鍵是比較強的相互作用鍵，因此妨礙增塑劑插入乙基纖維素之間，假如氫鍵沿乙基纖維素分子鏈分布越密，則相應(yīng)的對抗增塑劑插進(jìn)的作用也越強，所以單獨用一種增塑劑作用不明顯，需幾種增塑劑配合使用，才能達(dá)到良好的效果。漿料在經(jīng)受剪切力后，其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞后，增塑劑的存在可以加快漿料的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的恢復(fù)速度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新性地用微觀性的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保證流平性的同時降低柵線的坍塌擴散。本發(fā)明正銀漿料采用多元醇、磷酸酯類的一種或多種作為增塑劑，配合觸變劑使用，可以有效地改善了太陽能正面銀漿的流變性，提高了漿料在硅基板上的絲網(wǎng)印刷質(zhì)量，印刷后的柵線線條具有良好的塑形性，并提高燒結(jié)后銀線的高寬比，減小了燒結(jié)后銀線條的坍塌，進(jìn)而減小所占受光面積，提高電池片的轉(zhuǎn)化效率。具體實施方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行具體描述。實施例1一種高寬比高的太陽能正面銀漿的制備方法，包括如下步驟：(1)制備有機相載體乙氧基含量為45％的N型乙基纖維素4.7份，乙氧基含量為50％的T型乙基纖維素8.7份，磷酸三丁酯13.3份，雙季戊四醇酯13.3份，氫化蓖麻油13.3份，吐溫20：10份，二乙二醇丁醚醋酸酯36.7份混合均勻后，在45℃條件下加熱攪拌30min，制成均一透明的溶液，即配制成有機相載體；(2)制備玻璃漿料取D50為0.6μm，Tg點為262℃的玻璃粉3份，與步驟(1)制備的有機相載體15份在分散機上分散均勻后，在三輥機上輥至細(xì)度5um以下，制得玻璃漿料；(3)制備銀漿取D50為0.9μm，振實密度為5.2g/ml的銀粉82份，與步驟(2)制備的玻璃漿料18份，在分散機上分散均勻后，在三輥機上輥至細(xì)度5um以下。制備好的銀漿放置24h后進(jìn)行粘度測試，如果粘度過大，則添加適量的二乙二醇丁醚醋酸酯將漿料粘度調(diào)節(jié)至280～320Pa.s，最終銀漿的性能數(shù)據(jù)如表1所示。實施例2一種高寬比高的太陽能正面銀漿的制備方法，包括如下步驟：(1)制備有機相載體乙氧基含量為45％的N型乙基纖維素4.2份，乙氧基含量為50％的T型乙基纖維素4.2份，鄰苯二甲酸二丁酯4.2份，雙季戊四醇酯12.5份，聚酰胺改性氫化蓖麻油1.7份，吐溫80：8.3份，松油醇64.9份混合均勻后，在50℃條件下加熱攪拌40min，制成均一透明的溶液，即配制成有機相載體；(2)制備玻璃漿料取D50為0.9μm，Tg點為439℃的玻璃粉3份，與步驟(1)制備的有機相載體12份在分散機上分散均勻后，在三輥機上輥至細(xì)度5um以下，制得玻璃漿料；(3)制備銀漿取D50為1.2μm，振實密度為6.2g/ml的銀粉85份，與步驟(2)制備的玻璃漿料15份，在分散機上分散均勻后，在三輥機上輥至細(xì)度5um以下。制備好的銀漿放置24h后進(jìn)行粘度測試，如果粘度過大，則添加適量的松油醇將漿料粘度調(diào)節(jié)至280～320Pa.s，最終銀漿的性能數(shù)據(jù)如表1所示。實施例3一種高寬比高的太陽能正面銀漿的制備方法，包括如下步驟：(1)制備有機相載體乙氧基含量為45％的N型乙基纖維素8份，己二酸二辛酯11.4份，磷酸三丁酯17份，氣相法二氧化硅5.7份，吐溫80：5.7份，混合二元酸酯(DBE)52.2份混合均勻后，在65℃條件下加熱攪拌20min，制成均一透明的溶液，即配制成有機相載體；(2)制備玻璃漿料取D50為2.0μm，Tg點為340℃的玻璃粉1.2份，與步驟(1)制備的有機相載體8.8份在分散機上分散均勻后，在三輥機上輥至細(xì)度5um以下，制得玻璃漿料；(3)制備銀漿取D50為1.2μm，振實密度為5.5g/ml的銀粉90份，與步驟(2)制備的玻璃漿料10份，在分散機上分散均勻后，在三輥機上輥至細(xì)度5um以下。制備好的銀漿放置24h后進(jìn)行粘度測試，如果粘度過大，則添加適量的混合二甲酸二甲酯將漿料粘度調(diào)節(jié)至280～320Pa.s，最終銀漿的性能數(shù)據(jù)如表1所示。實施例4一種高寬比高的太陽能正面銀漿的制備方法，包括如下步驟：(1)制備有機相載體乙氧基含量為45％的N型乙基纖維素5份，乙氧基含量為50％的T型乙基纖維素5份，磷酸三苯酯15份，乙二醇酯15份，聚酰胺蠟漿10份，吐溫80：10份，異氟爾酮40份混合均勻后，在60℃條件下加熱攪拌30min，制成均一透明的溶液，即配制成有機相載體；(2)制備玻璃漿料取D50為1.2μm，Tg點為380℃的玻璃粉2份，與步驟(1)制備的有機相載體10份，在分散機上分散均勻后，在三輥機上輥至細(xì)度5um以下，制得玻璃漿料；(3)制備銀漿取D50為1.2μm，振實密度為4.6g/ml的銀粉88份，與步驟(2)制備的玻璃漿料12份，在分散機上分散均勻后，在三輥機上輥至細(xì)度5um以下。制備好的銀漿放置24h后進(jìn)行粘度測試，如果粘度過大，則添加適量的異氟爾酮將漿料粘度調(diào)節(jié)至280～320Pa.s，最終銀漿的性能數(shù)據(jù)如表1所示。實施例5一種高寬比高的太陽能正面銀漿的制備方法，包括如下步驟：(1)制備有機相載體乙氧基含量為50％的T型乙基纖維素9.5份，磷酸三丁酯4.8份，雙季戊四醇酯23.8份，聚乙烯蠟漿9.5份，吐溫80：9.5份，二乙二醇丁醚醋酸酯42.9份混合均勻后，在50℃條件下加熱攪拌55min，制成均一透明的溶液，即配制成有機相載體；(2)制備玻璃漿料取D50為1.5μm，Tg點為485℃的玻璃粉1.5份，與步驟(1)制備的有機相載體10.5份，在分散機上分散均勻后，在三輥機上輥至細(xì)度5um以下，制得玻璃漿料；(3)制備銀漿取D50為1.2μm，振實密度為5.5g/ml的銀粉88份，與步驟(2)制備的玻璃漿料12份，在分散機上分散均勻后，在三輥機上輥至細(xì)度5um以下。制備好的銀漿放置24h后進(jìn)行粘度測試，如果粘度過大，則添加適量的二乙二醇丁醚醋酸酯將漿料粘度調(diào)節(jié)至280～320Pa.s，最終銀漿的性能數(shù)據(jù)如表1所示。對比例無增塑劑添加的太陽能正面銀漿的制備方法，包括如下步驟：(1)制備有機相載體乙氧基含量為45％的N型乙基纖維素11.1份，乙氧基含量為50％的T型乙基纖維素2.2份，聚酰胺改性氫化蓖麻油11.1份，吐溫80：11.1份，二乙二醇丁醚醋酸酯64.5份混合均勻后，在75℃條件下加熱攪拌40min，制成均一透明的溶液，即配制成有機相載體。(2)制備玻璃漿料取D50為1.5μm，Tg點為415℃的玻璃粉3份，與步驟(1)制備的有機相載體9份，在分散機上分散均勻后，在三輥機上輥至細(xì)度5um以下，制得玻璃漿料；(3)制備銀漿取D50為1.2μm，振實密度為5.5g/ml的銀粉88份，與步驟(2)制備的玻璃漿料12份，在分散機上分散均勻后，在三輥機上輥至細(xì)度5um以下。制備好的銀漿放置24h后進(jìn)行粘度測試，如果粘度過大，則添加適量的二乙二醇丁醚醋酸酯將漿料粘度調(diào)節(jié)至280～320Pa.s，最終銀漿的性能數(shù)據(jù)如表1所示。測試?yán)簩嵤├?～5和對比例配制好的銀漿在流變儀(anton-paar/MCR102，25℃)上進(jìn)行流變測試，并在絲網(wǎng)印刷機上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷制作成太陽能電池片，制成的電池片在I/V測試儀上進(jìn)行電性能測試，并在激光顯微鏡下觀察電池片的柵線線條情況。測試數(shù)據(jù)如表1所示。表1實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5對比例漿料粘度/10rpm(Pa.s)295311301303307318剪切變稀指數(shù)(11/s/101/s)10.612.312.713.512.98.3結(jié)構(gòu)恢復(fù)速度/10sG’(％)49.551.3278.5993.3874.5124.68高寬比0.330.350.430.560.400.25開路電壓Mv630.15630.27630.23630.29630.13630.19短路電流A8.8798.9118.9528.9858.9498.855串聯(lián)電阻mΩ1.781.731.591.551.611.85并聯(lián)電阻Ω439450448453450421轉(zhuǎn)化率％18.4218.4718.5918.6518.5118.37由上表數(shù)據(jù)可知，實施例1～5中添加了不同種類和比例的增塑劑，根據(jù)其相互之間的配合作用不同，導(dǎo)致銀漿的考寬比的數(shù)據(jù)變化。其中，實施例5的高寬比是最好的，相應(yīng)的細(xì)柵更細(xì)，遮光面積更小，因此轉(zhuǎn)化效率中其短路電流時最高的。實施例5線條不但細(xì)而且線條更為完整均勻，相應(yīng)的串聯(lián)電阻也就很小，這兩個因素保證了電池片較高的轉(zhuǎn)化效率。反而沒有添加增塑劑的對比例，線條高寬比小，遮光面積大，導(dǎo)致短路電流小；線條印刷寬扁，線條不均一，導(dǎo)致串聯(lián)電阻大，因此綜合起來轉(zhuǎn)化效率最低。當(dāng)前第1頁1 2 3